VD-MOSFET寄生導(dǎo)通電阻二維模型建模的研究.pdf

1、隨著科技的迅猛發(fā)展，生活中的各個(gè)角落都有電子產(chǎn)品的身影，半導(dǎo)體元器件無(wú)疑是這些電子產(chǎn)品的核心，而VD-MOSFET具有驅(qū)動(dòng)功率低、輸入阻抗高、頻率特性好、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)良的電學(xué)性能，被廣泛用于各種工業(yè)及軍用系統(tǒng)的功率放大及控制，使其在能源控制領(lǐng)域至關(guān)重要的地位并至少控制開(kāi)關(guān)全球50％的用電量。
　　由于功率器件的擊穿電壓不能過(guò)低和過(guò)高，導(dǎo)通電阻過(guò)高會(huì)引起高能耗，同時(shí)所散發(fā)的熱量會(huì)影響器件性能穩(wěn)定。所以選擇最優(yōu)的VD-MOSFET結(jié)

2、構(gòu)以及摻雜濃度尤為重要。而這需要我們對(duì)VD-MOSFET器件基本原理進(jìn)行全面深入的了解，建立最準(zhǔn)確的物理模型對(duì)其特性的研究具有非常重要的意義。文獻(xiàn)顯示目前對(duì)于功率半導(dǎo)體導(dǎo)通電阻精確模型的建立依然處于緩慢發(fā)展的階段，無(wú)論是早期的S.C.Sun近似模型還是后來(lái)利用保角變換建立近似模型，都未真正給出其導(dǎo)通電阻最精確的解析解。本文將針對(duì)VD-MOSFET器件的導(dǎo)通電阻進(jìn)行深入研究，根據(jù)其電流流動(dòng)特性，給出了定解問(wèn)題及其半解析解法，建立了寄生導(dǎo)通

3、電阻的二維模型。
　　文章內(nèi)容由以下幾部分組成:
　　首先，分析VD-MOSFET的電學(xué)特性，總結(jié)關(guān)于導(dǎo)通電阻的建模方法及求解過(guò)程，比較各類研究方法的優(yōu)缺點(diǎn)。其方法主要包括解析法、數(shù)值方法以及半解析法。
　　其次，建立VD-MOSFET導(dǎo)通電阻的非溝道部分的二維模型。首先依據(jù)其電阻特性將模型結(jié)構(gòu)分為電子積累層、JFET區(qū)、Ⅳ漂移區(qū)和襯底區(qū);其次，分析各區(qū)域的載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定其二維的狀態(tài)方程和邊界條件。由于VD-MO

4、SFET各區(qū)域的摻雜濃度和導(dǎo)電載流子濃度有所區(qū)別，本文設(shè)定了各區(qū)域之間的銜接條件。最后利用分離變量法以及傅利葉正交變換法求出各區(qū)域電勢(shì)的半解析解，最終由電勢(shì)方程求得非溝道部分的寄生電阻。
　　最后，用差分方法驗(yàn)證了基于半解析法的VD-MOSFET寄生導(dǎo)通電阻模型的電勢(shì)分布和電阻，充分證明了所提出的二維模型的正確性。計(jì)算結(jié)果表明，半解析法得到的二維模型電勢(shì)分布和數(shù)值計(jì)算得到的電勢(shì)分布相差很小，跟據(jù)三維電勢(shì)得到的等勢(shì)線相差極小，整體電